《化学反应工程》习题
化学反应工程练习题
化学反应⼯程练习题化学反应⼯程练习题⼀．填空1.对反应速率与浓度成正效应的反应分别采⽤全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的⼤⼩关系为__________。
2. 拟均相模型：对于多相催化反应，忽略催化剂内外__________和__________的差异，将反应当成均相反应。
3.反应器处在⾮稳定的操作状态下，当操作参数有⼩的扰动，反应器的局部地⽅或整个反应器中的温度便会⼤幅度地上升的现象，称为__________。
4. 对于恒容的平推流管式反应器__________、__________、__________⼀致。
5.全混流反应器的空时τ是__________与__________之⽐。
6.消除外扩散影响最有效的措施是__________；消除内扩散影响最有效的措施是__________。
7. 在有滞留区存在的釜式反应器E(θ)图中，，当θ=0时，E(θ)=__________1（填<，>或=）。
8. 平推流反应器的F 函数的⽆因次时间表达式为__________，其⽆因次⽅差σ2＝__________，⽽全混流反应器的⽆因次⽅差σ2＝__________。
9.脉冲⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线，阶跃⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线。
10. 某⼀级不可逆⽓固催化反应，在反应温度150℃下，测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/s 。
当颗粒直径为0.1mm 时，内扩散系数为。
11. ⼀级不可逆液相反应，A → 2R ，L kmol C A /3.20=，出⼝转化率7.0=A X ，每批操作时间2.06h ，装置的⽣产能⼒为50000 kg 产物R/天，=60，则反应器的体积V 为_______。
12. 某⼆级液相反应A+B==C ，已知在间歇全混釜反应器中达到x A =0.99需反应时间为10 min ，在平推流反应器中进⾏时，空时τ=__________。
化学反应工程试题及答案
化学反应工程试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 化学反应工程中，反应速率常数k与温度的关系遵循（）。
A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程2. 在固定床反应器中，流体通过催化剂床层的流动方式是（）。
A. 并流B. 逆流C. 交叉流D. 层流3. 以下哪种催化剂不属于均相催化剂？（）A. 酸B. 碱C. 金属D. 酶4. 反应器的体积效率是指（）。
A. 反应器体积与所需反应体积的比值B. 反应器体积与实际反应体积的比值C. 反应器体积与理论反应体积的比值D. 反应器体积与催化剂体积的比值5. 在反应器设计中，为了提高反应速率，通常采取的措施是（）。
A. 增加反应物浓度B. 提高反应温度C. 增加催化剂用量D. 以上都是二、填空题（每空1分，共10分）1. 在化学反应工程中，反应速率的表达式通常为__________。
2. 反应器的类型主要包括__________、__________和__________。
3. 催化剂的作用是__________反应速率，而不影响__________。
4. 反应器设计时，需要考虑的主要因素包括__________、__________和__________。
5. 根据反应器内物料流动的特点，可以将反应器分为__________流动和__________流动。
三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述反应速率和反应速率常数的区别。
2. 描述固定床反应器和流化床反应器的主要区别。
3. 解释为什么在某些情况下需要使用催化剂。
4. 讨论温度对化学反应速率的影响及其在工业应用中的意义。
四、计算题（每题10分，共20分）1. 已知某化学反应的速率常数k=0.05 s^-1，反应物A的初始浓度为1 mol/L，求10秒后A的浓度。
2. 假设一个完全混合反应器中进行一级反应，反应物B的初始浓度为2 mol/L，反应速率常数k=0.02 min^-1，求5分钟后B的浓度。
化学反应工程测试习题集(精心整理)
化学反应工程测试习题集（精心整理）第一章绪论1.化学反应工程是一门研究______________的科学。
2.化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以_______作为研究对象，又以_______为研究对象的学科体系。
3._______是化学反应工程的基础。
）4.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
5.化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
6.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_______。
A．化学反应B.反应工程C.反应热力学D.反应动力学9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。
A.能量传递B.质量传递C.热量传递D.动量传递第二章均相反应动力学1.均相反应是指_。
pP+S对于反应，则rP_______(rA)。
2.aA+bB3.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。
4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。
5.化学反应速率式为rAKCCACB，用浓度表示的速率常数为KC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数KP，则KC=_______KP。
6.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用逸度表示的速率常数，则KC=_______f。
K7.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用气体摩尔分率表示的速率常数y，则KC=_______Ky。
8.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。
9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_______。
化学反应工程习题及答案
题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。
正确答案：错题目：相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。
①单段全混流反应器（V R1）②四个体积相同的全混流反应器串联（V R2）③两个体积相同的全混流反应器串联（V R3）④平推流反应器（V R4）则（V R4）＞（V R2）＞（V R3）＞（V R1）正确答案：错题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。
正确答案：对题目：生产能力是相同条件下，单位时间、单位反应器体积所能获得的（产物量），或完成相同生产任务，所需反应器的（体积）。
题目：化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。
题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器（壳体）、（搅拌器）、（密封装置）和（换热装置）等。
题目：手孔或人孔的安设是为了检查（内部空间）以及安装和拆卸设备（内部构件）。
题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（较小），传热介质压力（较低）的情况。
题目：基元反应的级数即为化学反应式的（计量系数），对非基元反应的级数通过（实验）确定。
题目：单一反应利用（转化率）可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。
题目：间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（转化率）每批所需的（反应时间）相同。
题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（最大），平推流反应器所需有效体积（最小），多釜串联全混釜所需有效体积（介于其间）。
题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为（－r A =kC A a ）,反应时间与转化率的关系为（kt )x 11ln(A =-）。
题目：复合反应动力学为由两个以上（化学反应计量式）或（动力学方程式）表示的化学反应过程。
题目：间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。
专科《化学反应工程》_试卷_答案
专科《化学反应工程》一、（共75题，共150分）1。
全混流反应器中有( ）个稳定的定常态操作点。
(2分）A。
1 B.２ C。
3 D。
4。
标准答案：B２. 一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,ｍax=( )。
(2分）A。
B。
C。
D。
.标准答案:B３。
轴向分散模型的物料衡算方程在（）式边界条件下有解析解。
（２分)A.闭—闭 B。
开—闭Ｃ。
闭—开 D.开-开．标准答案：D4。
反应级数ｎ＝( ）时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
（2分）Ａ。
0 B．０。
5 C.１Ｄ。
2。
标准答案：C5. 催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为，当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d为（）。
（2分)A。
B。
=1C。
→3D。
标准答案：Ａ6。
等温液相反应为目的产物，有下列四种方案可供选择，从提高P的收率着眼适宜选用( ).（2分）A．间歇釜式反应器，A和Ｂ一次性加入Ｂ。
全混流反应器C。
半间歇釜式反应器，A一次性加入，B连续滴加Ｄ.半间歇釜式反应器,B一次性加入，A连续滴加。
标准答案：D7.乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯,经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加,乙苯仍大量存在,表明这是一个（ )反应。
（2分）A。
慢速Ｂ．可逆C。
自催化Ｄ.不可逆。
标准答案:B8。
催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与( ）之比。
（2分) A。
扩散速率 B。
外扩散速率C.内扩散速率Ｄ．实际反应速率。
标准答案：C9．不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( ). (2分）A．粒子与流体间有温度差 B。
粒子与流体间无温度差C。
床层径向有温度梯度 D。
床层轴向有温度梯度。
标准答案:A10。
气固催化反应的内扩散模数,其中L为特征长度，若颗粒为球形则L=（ )。
（2分) A．厚度/2Ｂ。
ＲC。
R／2 D．R／３.标准答案：Ｄ１1。
对于反应级数n＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积,应选用( ）．（2分)A。
化学反应工程(梁斌)习题答案
rA=kCACBb/a 请问后一种速率方程式是否正确，为什么？
习题 2.3
什么是基元反应？
反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应.
通常对基元反应而言,可以说:单分子反应、双分 子反应、三分子反应
• r=k+θAθB-k-θCθV
• r=k(pApB-pc/K)/(1+KApA+KBpB+KcPc)2
• k=k+KAKB
K=k+KAKB/(k-KC)
习题2.10
• (2) 机理:A+σ1Aσ B+σ2Bσ2 Aσ1+Bσ2Cσ2+σ2 (控制步骤) Cσ2C+σ2
• 在210℃等温条件下,进行亚硝酸乙酯的气相分解反 应
C2H5ONO NO 0.5CH3CHO 0.5C2H5OH
该反应为一级不可逆反应,反应速率常数与温度的关系
为:
k 1.39 1014 exp( 37700)
RgT
活化能E的单位为cal/mol,若反应在恒容下进行,系统起 始状态为1at的纯亚硝酸乙酯,试计算亚硝酸乙酯分 解率为80%时,亚硝酸分解速率及乙醇的生成速率.
习题2.1
• C6H12O6+6O2+inert=6CO2+ 6H2O+inert
• mol
20.96 79 0.04
79 t=0
• mol 20.96(1-x) 79 0.04+20.96x 20.96x 79 t=t
• 反应前后O2与CO2摩尔数之和应不变,则反应后总 摩尔数为:
《化学反应工程》作业考核试题
9.当前用于描述气—液两相流相间传质的模型有按非稳态扩散处理模型，如()
A.双膜模型
B.溶质渗透模型
C.溶剂渗透模型
D.表面更新模型
10.理想反应器是指
A.完全混合反应器
B.釜式反应器
C.管式反应器
D.活塞流反应器
三、判断题(共10道试题,共20分)
A.物理吸附
B.化学反应
C.化学吸附
D.质量传递
28.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而_______。
A.减少
B.增大
C.先增大后减少
D.不变
29.下列属于均相反应的是（）
A.乙酸乙酯水解
B.CuO的还原
C.加氢脱硫
D.电石水解
30.气—固相催化反应的内扩散模数的大小可判别内扩散的影响程度，内扩散模数愈小，内外浓度愈近于（）
1.间歇釜式反应器操作的优化分析是以单位操作时间的产率最大、生产经费最低为目标进行优化的。（）
A.错误
B.正确
2.平推流管式反应器t=t平均时，E（t）=无穷。（）
A.错误
B.正确
3.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为平推流反应器。（）
A.错误
B.正确
4.当微孔孔径小于分子的自由程0.1um时，分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞，而成为扩散阻力的主要因素，这种扩散为分子扩散。（）
C.材料节省
D.结构简单
8.对于化学反应的认识，下面正确的是()
A.化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系
B.化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和使用的催化剂有关，而且还与反应器内流体的流动方式有关
《化学反应工程》期末考试试题及答案
《化学反应工程》期末考试试题及答案《化学反应工程》期末考试试题及答案一、选择题1、在化学反应工程中，反应时间的优化通常取决于哪些因素？ A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 催化剂的活性 D. 上述所有因素答案：D2、下列哪一项不是化学反应工程的研究内容？ A. 反应过程的热量平衡 B. 反应动力学 C. 化工工艺流程设计 D. 反应器设计答案：C 3、关于反应速率，以下哪种说法是正确的？ A. 反应速率通常与反应物的浓度成正比 B. 反应速率通常与反应温度成正比 C. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都有关 D. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都无关答案：C4、在化学反应工程中，我们如何定义催化剂的活性？ A. 催化剂的表面积与反应物分子数的比值 B. 催化剂的重量与反应物分子数的比值 C. 催化剂的活性是催化剂的一种内在属性，无法定义 D. 催化剂的活性是催化剂在一定温度下，对特定反应的催化效率答案：D 5、关于催化剂在化学反应工程中的作用，以下哪种说法是错误的？ A. 提高反应速率 B. 提高产物的选择性 C. 可以降低反应的活化能 D.可以使反应在更低的温度下进行答案：B二、填空题1、化学反应工程的基本理论包括________、和。
答案：化学动力学；传递过程；热力学2、化学反应工程的研究对象是________，研究内容是________。
答案：化学反应过程；反应过程的优化与控制、反应器和设备的放大设计与优化、新型高效分离技术的开发与应用等3、对于一个放热反应，降低反应温度可能会________，增加反应时间可能会________。
答案：增加反应速率；提高产物的选择性4、催化剂的活性与________、________、________和________有关。
答案：催化剂的表面积；催化剂的晶格结构；催化剂的酸碱性；反应物的性质5、在一个化学反应过程中，当反应物的浓度为定值时，增加________可能会增加反应速率。
(完整版)化学反应工程习题
2
18、有一等温二级不可逆液相反应，其动力学方程式为rAkC2A，已知293K时反应速度常
数k为10 m3/kmol.h，反应物A的初始浓度CA0为0.2kmol/m3，加料速率V0为2 m3/h，试比较下列理想反应器组合方案的出口转化率。
2） 若采用连续操作，试选择用合适的反应器型式；
3） 若主、副反应的活化能分别为30和20，反应温度宜高还是宜低？
解：SPrRk1CR
rSk2
（1）若用间歇操作，应采用向事先含R的BR中同时加入A、B物料； （2）若用连续操作，应选用CSTR，A、B同时连续加入；
（3）∵E1〉E2，∴反应温度宜高。 （∵温度升高，有利于活化能高的反应）
3、在管式反应器中进行一裂解反应A=R+S，实验测得该反应为一级不可逆反应，其动力学
33
方程式为rAkPPA（mol /m3.s），若反应在P=101.3 103Pa，T=546K的条件下进行，反应
-6
速度常数kP=7.75 10-6mol / m3.s.Pa，试计算：
（1）处理量为432m3/day的原料气要求转化率达82.6%时，所需反应器的VR？
反应开始时，系
统中含丁烷为116kg，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa/s的速率发生变化， 试求下列项次的变化速率： （1）乙烯分压； （2）H2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。
5、某溶液反应：A+B C，开始时A与B摩尔数相等， 没有C，1小时后A的转化率为75%， 当在下列三种情况下，2小时后反应物A尚有百分之几未反应掉？
8、反应H2+C2H4=C2H6，开始时各组分的含量为：2 mol H2、4mol C2H4、2 mol惰气，当H2的转化率为50%时，试计算该物系的总mol数。
化学反应工程试题及答案
化学反应工程试题及答案一、选择题1. 化学反应工程中，反应速率常数k与温度T的关系通常遵循什么定律？A. 阿伦尼乌斯定律B. 范特霍夫定律C. 莱·夏特利埃定律D. 牛顿冷却定律答案：A2. 在一个理想反应器中，如果反应物A的初始浓度为10 mol/L，反应速率为0.1 mol/(L·s)，那么反应物A的表观反应级数是多少？A. 0级B. 1级C. 2级D. 3级答案：B二、填空题1. 请写出化学平衡常数K的表达式：_________________。
答案：K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b2. 某反应器中，反应物A的浓度从10 mol/L减少到1 mol/L，反应时间t为10分钟。
如果反应是一级反应，求反应速率常数k。
答案：k = 0.1 min^-1三、简答题1. 简述催化剂在化学反应中的作用。
答案：催化剂在化学反应中的作用主要是降低反应的活化能，从而加快反应速率，但催化剂本身在反应过程中不被消耗。
2. 描述连续搅拌槽式反应器（CSTR）的基本特点。
答案：连续搅拌槽式反应器是一种在反应过程中连续加入反应物，同时连续排出产物的设备。
它具有良好的混合特性，反应物和产物在反应器内浓度分布均匀。
四、计算题1. 假设某一级反应A → B，反应速率常数k=0.05 s^-1。
若初始时[A]=1 mol/L，求10秒后A的浓度。
答案：[A] = e^(-kt) × [A]₀ = e^(-0.05 × 10) × 1 = 0.38 mol/L2. 某反应A + B → C + D，反应速率为-rA = k[A][B]，其中k=0.02 L/mol·s。
初始时[A]₀=1 mol/L，[B]₀=2 mol/L。
若反应进行到[A]=0.5 mol/L时，求[B]的浓度。
答案：根据反应物A和B的消耗比例，[B] = 2 - 0.5 × (2/1) = 1 mol/L五、论述题1. 论述反应器设计中的安全因素考虑。
化学反应工程_习题集(含答案)
《化学反应工程》课程习题集一、单选题1.某反应的速率常数k=0.0462－1，又知初始浓度为0.1mol.dm－3，则该反应的半衰期为:(A) 1/(6.93×10-2×0.12) (B) 15分(C) 30分 (D) 1/(4.62×102×0.1)分2.某一级反应, 当反应物的浓度降为起始浓度的1％时,需要t1秒, 若将反应物的浓度提高一倍, 加快反应速率, 当反应物浓度降低为起始浓度的1％时, 需时为t2, 则:(A ) t1﹥t2 (B) t1=t2(C) t1﹤t2 (D) 不能确定二者关系3.某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍, 则该反应的级数是:(A) 零级 (B) 一级反应 (C) 三级反应 (D) 二级反应4.若两个相同类型的气相双分子反应的△H⊙值相等, 又在400k时,它们的活化熵之差△S1⊙-△S2⊙=10 J.mol-1,则两反应的速率常数之比为:(A) K1/K2=0.300 (B) K1/K2=0.997(C) K1/K2=1.00 (D) K1/K2=3.335.对反应A+B→C, 由下列数据C A0/mol.dm-3 C B0/mol.dm-3 r0/ mol.dm-31.0 1.0 0.152.0 1.0 0.301.02.0 0.15则该反应的速率方程为:(A) r=K C B (B) r=K C A C B(C) r=K C A (D) r=K C A C B26.一个反应的活化能是33kJ·mol-1, 当 T = 300K 时，温度每增加1K，反应速率常数增加的百分数约是___。
A. 4.5%B. 90%C. 11%D. 50%7.下列叙述正确的是_ 。
A. 吸热反应的活化能比放热反应的活化能高B. 一个反应的反应速率与化学方程式中出现的所有作用物浓度都有关C. 催化反应的速率与催化剂的浓度无关D. 反应速率常数与作用物浓度无关8.关于催化剂的使用，下列叙述中不正确的是_ 。
化学反应工程试题
化学反应工程原理一、选择题1、气相反应进料时无惰性气体,与以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子=__A_。
A. —2Ｂ. -1 C. 1 Ｄ． 22、一级连串反应在间歇式反应器中，则目的产物Ｐ的最大浓度_＿_A__＿_。
A。
B。
Ｃ. Ｄ。
３、串联反应A → P(目的）→R ＋ S，目的产物P与副产物S的选择性＝_＿C_。
A。
Ｂ。
C。
Ｄ。
４、全混流反应器的容积效率η=１。
0时，该反应的反应级数ｎ___B_＿。
A。
<0 B。
=０ C．≥0 D. ＞05、对于单一反应组分的平行反应，其瞬间收率随增大而单调下降,则最适合的反应器为____B__.A。
平推流反应器Ｂ。
全混流反应器C. 多釜串联全混流反应器 D．全混流串接平推流反应器6、对于反应级数n〉0的不可逆等温反应，为降低反应器容积,应选用____A＿__。
A。
平推流反应器 B. 全混流反应器C。
循环操作的平推流反应器Ｄ. 全混流串接平推流反应器7、一级不可逆液相反应，, 出口转化率,每批操作时间,装置的生产能力为50000 kg产物R/天,=6０,则反应器的体积Ｖ为＿C_.Ａ。
1９。
6 Ｂ。
20。
２C。
22。
2 D。
23。
4８、在间歇反应器中进行等温一级反应Ａ→B,，当时，求反应至所需时间t=＿___B___秒。
A。
4０0 Ｂ。
460 C。
5０0 D。
5609、一级连串反应A → P → S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的最优空时_＿___Ｄ＿_。
Ａ． B．Ｃ。
Ｄ.1０、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项____B___。
A。
加料时间 B. 反应时间 C。
物料冷却时间Ｄ。
清洗釜所用时间11、全混流反应器中有＿＿_B__个稳定的定常态操作点。
A。
1 Ｂ. 2 C。
3 D． 412、全混流反应器的容积效率η小于1．0时，且随着的增大而减小，此时该反应的反应级数ｎ _ Ｄ_ 。
Ａ。
〈0 B。
=0 C。
化学反应工程试题及答案
化学反应工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 化学反应工程主要研究的是（）。
A. 化学反应的速率B. 化学反应的机理C. 化学反应的平衡D. 化学反应的设备答案：A2. 反应速率常数k与温度的关系可以用（）来描述。
A. 阿伦尼乌斯方程B. 范特霍夫方程C. 吉布斯自由能方程D. 牛顿冷却定律答案：A3. 在固定床反应器中，催化剂的表面积对反应速率的影响是（）。
A. 增加催化剂表面积可以提高反应速率B. 增加催化剂表面积可以降低反应速率C. 催化剂表面积对反应速率无影响D. 催化剂表面积与反应速率成反比答案：A4. 以下哪种反应器属于非均相反应器（）。
A. 管式反应器B. 搅拌槽反应器C. 流化床反应器D. 所有选项都是答案：C5. 反应器设计时，如果希望提高反应物的转化率，应该考虑（）。
A. 提高反应温度B. 增加反应物浓度C. 增加催化剂用量D. 所有选项都是答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 阿伦尼乌斯方程中，温度每升高10℃，反应速率常数k大约增加______倍。
答案：2-32. 反应器的停留时间分布可以通过______来描述。
答案：停留时间分布曲线3. 流化床反应器中，颗粒的流态化状态可以通过______来实现。
答案：鼓泡或喷动4. 反应器的体积传质系数通常用______表示。
答案：kLa5. 在反应器设计中，如果需要提高反应速率，可以采用______的方法。
答案：增加催化剂活性三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述反应器的类型及其特点。
答案：反应器的类型包括管式反应器、搅拌槽反应器、流化床反应器等。
管式反应器适用于气体与固体催化剂的反应，优点是结构简单，易于放大；搅拌槽反应器适用于液体或液固反应，优点是混合均匀，反应速率快；流化床反应器适用于气固或液固反应，优点是传热传质效率高，反应速率快。
2. 描述如何通过实验测定反应速率常数k。
答案：通过改变反应物浓度或温度，测量反应速率的变化，然后利用阿伦尼乌斯方程或实验数据拟合，可以求得反应速率常数k。
化学反应工程习题库(计算题举例及详细解答))
S sf
即c Pf c
A0
rPf
rAf
1 c
Af
2c Af
2
c Pf c A0 c Af
2c Af
c Af
2c Af (1 c Af ) 2
(2 c Af )
1 c
Af
2
要使c Pf 最大，则
dcPf dcAf
0
得c Af 0.5m ol/ L, 此时S 4 ，出口c Pf 0.667m ol/ L 9
化学反应工程
习题
1.若某铁催化剂上氨合成反应速率由氨脱附所控制，并 设表面吸附态有氨及氮，试推演均匀表面吸附动力学方 程。
解：过程由氨脱附所控制， 则
rNH 3 k d NH 3
1 i
i 1 n
n k a p NH 3 1 i i 1
1
2
5
根据实验，这个历程中的单分子反应速率式可表示为其余的反应均可以从 基元过程直接写出相应的反应速率式。 解：根据稳定态假定的要求，对于每一个链载体净变化应该为零。即
1 dCH K 3CC2 H5 CC22H6 K 4CH CC2H6 0 dt
dCCH 3
dt dC C2 H 5
c Am
c Af
dcA 0.507m 3 c A (1 c A )
所以最小总体积， VR VR1 VR 2 0.723m3
7．两个等体积的平推流或全混流反应器形成七种组合，在等温下 1 3 进行一级不可逆反应，反应速率 rA kcA , k 1min , cA0 1kmol/ m , 平推流反应器与全混流反应器的停留时间 均为1min，计算其 最终转化率。 c A0 1 c km ol/ m 3 , x A,a 0.67 解:（a）两个全混流反应器并联，Af , a 1 2k 3
化学反应工程考试题
第一章 绪论1.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指__反应动力学__。
2.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。
“三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递3. 一级连串反应在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度_____、__。
4.一级连串反应在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度__、____。
5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中，则目的产物P 的最大浓度_ 、_。
6.一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应__降低__。
7. 化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为，用压力表示的速率常数为，则=__D__。
A.B.C.D.8.反应，，则反应级数n=__B___。
A. 0B. 1C. 2D. 39.反应A + B → C ，已知，则反应级数n=___B____。
AS P=max ,P C 22/1120]1)/[(+K K C A =opt τ211K K AS P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=opt t 1221)/ln(K K K K -AS P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=optt 1221)/ln(K K K K -AS P12/k k βαBA C A C C K r =-C K P K P K C K βα+-)(RT )()(βα+RT )()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 210.2-=s k 115.0-=s kA. 0B. 1C. 2D. 310.反应3A → P ，已知，则反应级数n=___A____。
A. 0B. 1C. 2D. 311.反应，已知，则反应级数n=___C____。
A. 0B. 1C. 2D. 3 12.反应，已知，则反应级数n=___C____。
A. 0B. 1C. 2D. 313.反应，已知，则反应级数n=___C____。
化学反应工程习题及解
化学反应工程1、有如下平行反应：R B A k−→−+1（主反应） R B A R C C C k r 1=S B A k −→−+2 （副反应） B A S C C k r 2=（1） 若采用间歇操作，试选择合适的加料方式； （2） 若采用连续操作，试选择用合适的反应器型式；（3） 若主、副反应的活化能分别为30和20，反应温度宜高还是宜低？ 解： R S R P C k k r r S 21==（1） 若用间歇操作，应采用向事先含R 的BR 中同时加入A 、B 物料； （2） 若用连续操作，应选用CSTR ，A 、B 同时连续加入； （3） ∵ E 1 〉E 2，∴反应温度宜高。
（∵温度升高，有利于活化能高的反应）2、在一等温操作的间歇釜式反应器中，进行某一级液相反应A →R ，13分钟后，反应物转化率为70%，若让此反应在PFR 或CSTR 单釜中进行，为达到相同转化率，所需的空时和平均停留时间分别为多少？ 解： 11111lnln 0.0926min 11310.7A k tx -===--（1） PFR ： 113min t τ-== （2） CSTR ： 0.725.20min (1)0.0926(10.7)A A x t k x ===-⨯-3、1、有下列反应：C 2H 4 的二聚反应，反应温度为200℃，反应活化能mol kJ E /9.156=，为使反应速率提高一倍，计算所需提高的温度为多少？ 解：反应速率提高一倍，即212=k k21122211ln()15690011ln 2()481.568.314473.158.4k E k R T T T K T T C=-=-⇒=∆=︒提高温度为8.4C ︒4、在一反应体积为3 m 3的连续釜式反应器中等温进行下列液相反应：h C h C A A ⋅=−→−⋅=−→−+32Q 3P kmol/m 2.0r Q 2A kmol/m 6.1r P B Ar P 及r Q 分别为产物P 及Q 的生成速率，P 为目的产物。
《化学反应工程》试题及参考答案
《化学反应工程》习题答案一、单选题1、下列属于均相反应的是（ B ）A 煤炭燃烧B 氢气燃烧C 离子交换D 加氢裂解2、一级连串反应AS K 1K 2P 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C （B ） A 122)(210K K K A K K C − B 22/1120]1)/[(+K K C A C 122)(120K K K A K K C − D 22/1210]1)/[(+K K C A3、反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明( A )A 反应(1)对A 的反应级数大于反应(2)B 反应(1) 对A 的反应级数小于反应(2)C 反应(1)的活化能小于反应(2)D 反应(1)的反应速率常数大于反应(2)4、四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 2θσ为( B )A 10B 025C 050D 05、全混流反应器的返混为（ B ）A 最小B 最大C 零D 一样大6、催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dm i d C k dt d ψψ=−，当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时，d 为（ A ）A ≈0B =1C →3D ≈17、对一平行—连串反应R A QP A → → → )3()2()1( ，P 为目的产物，若活化能次序为：E2<E1<E3，为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（ B ）。
A ．先高后低B 先低后高C ．高温操作D ．低温操作8、对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为( B )反应器A 全混流B 平推流C 全混流或平推流D 全混流串平推流 9、CH 2 = CH CH = CH 2(A) + CH 2 = CH COOCH 3(B)COOCH 3(C)该反应在全混流反应器中进行，以AlCl3为催化剂，反应温度20℃，液料的体积流速为05 m3/h ，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为=0A C 965 mol/m3，=0B C 184 mol/m3，催化剂的浓度为=D C 663 mol/m3。
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《化学反应工程》习题答案一、填空题1.质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 2.物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。
3.着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。
4.总反应级数不可能大于 3 。
5.反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。
6.反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。
7.反应速率2/1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。
8.非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。
9. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。
10. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r11. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。
12. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。
13. 某平行反应主副产物分别为P 和S ，选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。
14. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 (n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。
15. 返混的定义： 不同停留时间流体微团间的混合 。
16. 平推流反应器的返混为 0 ；全混流反应器的返混为 ∞ 。
17. 空时的定义为 反应器体积与进口体积流量之比 。
18. 针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为AA A r x F V -=0。
19. 不考虑辅助时间，对反应级数大于0的反应，分批式完全混合反应器优于全混流反应器。
20. 反应级数>0时，多个全混流反应器串联的反应效果 优于全混流反应器。
21. 反应级数<0时，多个全混流反应器串联的反应效果 差于 全混流反应器。
22. 反应级数>0时，平推流反应器的反应效果 优于 全混流反应器。
23. 反应级数<0时，平推流反应器的反应效果差于 全混流反应器。
24. 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为 全混流＞多级串联全混流＞平推流 ；25. 通常自催化反应较合理的反应器组合方式为 全混流 + 平推流 。
26. 相同转化率下，可逆放热反应的平衡温度 高于 最优温度。
27. 主反应级数大于副反应级数的平行反应，优先选择 平推流 反应器。
28. 主反应级数小于副反应级数的平行反应，优先选择 全混流 反应器。
29. 要提高串联反应中间产物P 收率，优先选择 平推流 反应器。
30. 主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应，宜采用 低 温操作。
31. 主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应，宜采用 高 温操作。
32. 停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式⎰∞=00.1)(dt t E 。
33. 定常态连续流动系统，F (0)= 0 ；F (∞)= 1 。
34. 定常态连续流动系统，F (t)与E (t)的关系⎰=tdt t E t F 0)()(。
35. 采用无因次化停留时间后，E (θ)与E (t) 的关系为)()(t E t E =θ。
36. 采用无因次化停留时间后，F (θ)与F (t) 的关系为 F (θ)=F (t) 。
37. 无因次方差2θσ与方差2t σ的关系为222/t t σσθ=。
38. 平推流反应器的2θσ= 0 ；而全混流反应器的2θσ= 1 。
39. 两种理想流动方式为 平推流 和 全混流 。
40. 非理想流动2θσ的数值范围是 0~1 。
41. 循环操作平推流反应器循环比越 大 返混越大。
42. N 个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差2θσ= 1/N 。
43. 多级全混釜串联模型当釜数N= 1 为全混流，当N= ∞ 为平推流。
44. 平推流的E (t)=0 当t t ≠、=∞当t t = ；F (t)= 0 当t t <、=1当t t ≤。
45. 工业催化剂所必备的三个主要条件：选择性高 、活性好 和 寿命长 。
46. 化学吸附的吸附选择性要 高于 物理吸附的吸附选择性。
47. 化学吸附的吸附热要 大于 物理吸附的吸附热。
48. 化学吸附常为 单 分子层吸附，而物理吸附常为 多 分子层吸附。
49. 操作温度越高物理吸附 越弱 ，化学吸附 越强 ；50. 在气固相催化反应中动力学控制包括 表面吸附 、 表面反应 和 表面脱附 。
51. 固体颗粒中当孔径 较大时 以分子扩散为主，而当孔径 较小时 以努森扩散为主。
52. 气固相催化串联反应，内扩散的存在会使中间产物的选择性 下降 。
53. 气固相催化平行反应，内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性 下降 。
二、计算分析题1. 在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B =20kmol /m 3时，计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：在恒容条件下：x B =( C B0- C B )/ C B0=0.8由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到：C A =20 kmol /m 3=60 kmol /m 3x A =( C A0- C A )/ C A0=0.42. 等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相分解反应A==B+C ，在5min 内有50%的A 分解，要达到分解率为75%，问需多少反应时间？若反应为2级，则需多少反应时间？ 解：一级反应：)1ln(111ln 1)1(000A A x A A A A x k x k x kC dx Ct A --=-=-=⎰ 二级反应：A A A x A A A x x kC x kC dx C t A A -∙=-=⎰11)1(002200 3. 在间歇反应器中进行等温二级反应A==B ，反应速率：)/(01.02s L mol C r A A ⋅=-当C A0分别为1、5、10mol/L 时，分别计算反应至C A =0.01mol/L 所需的时间。
解：在间歇反应器中可视为恒容反应可视为：201.0A A C dt dC =-当C A0=1mol/L 时，t =9900s当C A0=5mol/L 时，t =9950s当C A0=10mol/L 时，t =9990s4. 某一级气相反应A==2P ，反应速率常数k =0.5min -1，按下列条件进行间歇恒容反应，1min 后反应器内的总压为多少？反应条件：(1)1atm 纯A ；(2) 10atm 纯A ；(3)1atm A 和9atm 惰性气体。
解：一级反应：)1(A A x k dtdx -= 393.0115.0=-=-=--e e x kt A δA =(2-1)/1=1 n =n 0(1+δA y A0x A )= n 0(1+ y A0x A ) P =P 0 (1+ y A0x A )(1) 1atm 纯A ：y A0=1 P =P 0 (1+ y A0x A )=1.393atm(2) 10atm 纯A ：y A0=1 P =P 0 (1+ y A0x A )=13.93atm(3) 1atm A 和9atm 惰性气体：y A0=0.1 P =P 0 (1+ y A0x A )=10.393atm(4) 一级等温反应A==P ，活化能为83140J/mol ，在平推流反应器中进行反应，反应温度为420K ，反应器体积为V p ，如改为全混流反应器，其体积为V m ，为达到相同的转化率x A =0.6，（1）若反应操作温度相同，则V m /V p 之值应为多少？（2）若V m /V p =1，则全混流反应器的操作温度应为多少？解：（1）A A A A m x x kC F V -∙=100 AA A P x kC F V -=11ln 00 （2）V m /V p =1，同样得到：94.211ln /1=--=A A A P m x x x k km RT E e k k m -=0 p RT E e k k p -=0 94.2)(11=-m T P T R E e 代入数据得到：T m =440K5. 平行反应：其中P 为目的产物，在等温操作中，证明：采用全混流反应器最大产物浓度C Pmax =C A0；采用平推流反应器最大产物浓度C Pmax = /(1+ C A0)。
6. 液相反应从有利于产品分布的观点，（1）将下列操作方式按优→劣顺序排（22（1）若反应器为平推流反应器，试求：(a)F (1)；(b)E (1)；(c)F (0.8)；(d)E (0.8)；(e)E (1.2)（2）若反应器为全混流反应器，试求：(a)F (1)；(b)E (1)；(c)F (0.8)；(d)E (0.8)；(e)E (1.2)A P r P =1S r S =2C AT r T =C A 2 A+B S(副反应) r S =k 2C A 2.0C B 0.2 r R =k 1C A 0.6C B 1.2 ① ② ③ ④。